Bài giảng môn Kỹ thuật điện tử ( Lê Thị Kim Anh ) - Chương 4 ppt

Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
1
Chương 4
MẠCH KHUẾCH ðẠI TÍN HIỆU
NHỎ DÙNG BJT
I. ðỊNH NGHĨA
- Khuếch ñại là quá trình biến ñổi một ñại
lượng (
dòng ñiện hoặc ñiện áp) từ biên ñộ nhỏ
thành biên ñộ lớn mà không làm thay ñổi
dạng của nó.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
2
∆
∆∆
∆
in
I,V
BỘ
KHUẾCH
ðẠI
∆
∆∆
∆
out
I,V
Khi xét BJT hoạt ñộng dưới ñiều kiện tín
hiệu nho (sư thay ñổi của tín hiệu vào ñu
nho) thi có thê xem BJT như một bô khuếch

ñại ac.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
3
)rms(i
)rms(i
I
I
A
i
o
in
out
i
=
==
=
∆
∆∆
∆
∆
∆∆
∆
=
==
=
)rms(v
)rms(v
V
V

A
i
o
in
out
v
=
==
=
∆
∆∆
∆
∆
∆∆
∆
=
==
=
- ðô lợi là ti sô của một lượng tín hiệu (dòng
ñiện hoặc ñiện áp) thay ñổi ở ngo ra va ngo vào.
Ky hiệu là A
i
hoặc A
V
.
+ ðô lợi dòng:
+ ðô lợi áp:
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
4

iv
in
out
P
A.A
P
P
A =
==
==
==
=
+ ðô lợi công suất:
A > 1
: bô khuếch ñại tín hiệu.
A < 1: bô suy giảm tín hiệu.
Nhắc lại:
+ gia trị rms: trị hiệu dụng (ñê tính cho tín
hiệu ac).
+ gia trị amp: trị biên ñô (hoặc ñỉnh – peak).
2
)amp(
)rms( =
==
=
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
5
ðiện trơ ngo vào của một bô khuếch ñại là tổng
trơ tương ñương tại các ñầu ngo vào của nó.

)DC(
I
V
R
in
in
in
=
==
=
)ac(
i
v
r
in
in
in
=
==
=
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
6
Công suất ngo vào ac
ðịnh nghĩa tương tư cho ñiện trơ va công
suất ngo ra.
in
2
in
in

2
in
ininin
r*)rms(i
r
)rms(v
)rms(i*)rms(vP
=
==
=
=
==
=
=
==
=
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
7
Ảnh hưởng của ñiện trơ nguồn ñối với mạch
khuếch ñại
A
v
ins
in
s
o
A
rr
r

v
v
+
++
+
=
==
=
s
ins
in
in
v
rr
r
v
+
++
+
=
==
=
v
in
o
A
v
v
=
==

=
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
8
- ðiện áp vào bộ Kð:
s
ins
in
in
v.
rr
r
v

























+
++
+
=
==
=
⇒
⇒⇒
⇒
ðiện áp ra :
s
ins
in
vinvout
v.
rr
r
.Av.Av

























+
++
+
=
==
==
==
=
⇒
⇒⇒
⇒

ðể có ñộ lợi áp là A
v
càng lớn thì r
in
>>r
s
.
* Khuếch ñại áp
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
9
* Khuếch ñại dòng
s
ins
s
in
i
rr
r
i
+
++
+
=
==
=
i
ins
s
s

o
A
rr
r
i
i
+
++
+
=
==
=
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
10
- Dòng ngõ vào bộ Kð:
s
ins
s
in
i.
rr
r
i

























+
++
+
=
==
=
⇒
⇒⇒
⇒
Dòng ngõ ra :
s
ins

s
iiniout
i.
rr
r
.Ai.Ai

























+
++
+
=
==
==
==
=
⇒
⇒⇒
⇒
ðể có ñộ lợi dòng là A
i
càng lớn thì r
s
>>r
in
.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
11
Ảnh hưởng của ñiện trơ tải
- Một bộ khuếch ñại ac dùng ñể cung cấp áp,
dòng
hoặc/và công suất cho một tải ở ngõ ra.
- Tải có thể là loa, anten, còi, ñộng cơ ñiện hoặc
bất kỳ 1 thiết bị hữu ích nào.
- Khi phân tích mạch này, ta thay thế bằng 1 ñiện
trở tải R
L

.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
12
out
Lo
L
L
v.
rr
r
v

























+
++
+
=
==
=
Áp ra trên tải:
Xét cả ảnh hưởng của nguồn thì ñộ lợi áp từ
nguồn ñến tải:

























+
++
+

























+
++
+
=
==
=
Lo
L
ins
in
V
s
L
rr
r
.
rr
r
.A
v
v
⇒
⇒⇒
⇒

ñể có áp rơi tối ña trên tải thì r
L
>>r
o
.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
13
Một cách tương tự khi xét ñến bộ khuếch ñại
dòng, ta có:

























+
++
+

























+
++
+
=
==
=
Lo
o
ins
s
i
s
L
rr
r
.
rr
r
.A
i
i
out
Lo
o
L
i.
rr
r
i

























+
++
+
=
==
=

Dòng trên tải:
⇒ ñể có dòng tối ña trên tải thì ro>>rL.
ðộ lợi dòng tổng:
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
14
ðể truyền công suất cực ñại thì cần có
sự phối hợp trở kháng:
- Từ nguồn tín hiệu ñến bộ khuếch ñại:
r
s
= r
in
.
- Từ bộ khuếch ñại ñến tải: r
out
= r
L
.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
15
Mục ñích phân cực DC
Khi thiết kế phân cực cho BJT ñồng thời cũng
là chọn ñiểm làm việc cho BJT.
Khi ñó, dạng sóng ở ngõ ra sẽ phụ thuộc vào
giá trị ñiểm phân cực và sự thay ñổi của tín
hiệu ở ngõ vào.
v
o

(t) = V
B
+ v
in
V
B
: áp phân cực tĩnh
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
16
V
max
(maximum output valtage): là giá trị max ở ngõ
ra khi BJT không dẫn gọi là áp cắt (cutoff), thường
bằng áp nguồn cung cấp.
V
min
(minimum output valtage): là giá trị min ở ngõ ra
khi BJT dẫn bảo hòa.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
17
Tùy thuộc vào giá trị của V
B
mà ñiện áp ra sẽ có
những thay ñổi như sau:
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
18
Tụ ghép

-Tính chất của tụ là ngăn tín hiệu DC, thông
thường tụ sẽ ñược dùng ñể ngăn ảnh hưởng
của tín hiệu DC ñối với nguồn hoặc tải.
- Các tụ này phải ñủ lớn ñể có tổng trở thật
nhỏ ñối với tín hiệu AC.
- Các tụ này ñược gọi là tụ ghép (coupling
capacitor) hoặc tụ chặn (blocking capacitor).
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
19
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
20
ðường tải một chiều và ñường tải xoay chiều
Xét mạch khuếch ñại CE:
- ðiện trở tải DC: R
L
= R
C
.
- ðiện trở tải AC: r
L
= R
L
// R
C
.
R
C
V

CC
R
C
R
L
R
B
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
21
- ðường tải DC là tập hợp tất cả các
ñiểm làm việc tĩnh Q(I
C
,V
CE
), khi chưa
có tín hiệu AC.
-
ðường tải AC là tập hợp tất cả các ñiểm
(i
C
,v
CE
), bao gồm cả ñiểm Q.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
22
I
Q
, V

Q
= Q(I
C
,V
CE
)
i
O
, v
O
:giá trị i
C
và v
CE
của ñường tải AC.
- Phương trình ñường tải AC:
LQQo
Q
L
Q
o
rIVv
I
r
V
i
+
++
+=
==

=
+
++
+=
==
=
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
23
- ðường tải AC có ñô dốc ( ) lớn hơn
ñường tải DC ( ).
- Áp ngõ ra ñược quyết ñịnh bởi ñường tải AC
sẽ nhỏ hơn nếu ñược quyết ñịnh bởi ñường tải
DC.
- Nếu Q dịch trên ñường tải DC thì ñường tải
AC sẽ dịch song song.
L
r
1
tg −
−−
−=
==
=δ
δδ
δ
L
R
1
tg −

−−
−=
==
=θ
θθ
θ
Nhận xét
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
24
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
25
Chế ñộ Maxswing
Là chế ñộ hoạt ñộng khi áp ngõ ra ñạt giá trị tối ña
mà không bị méo dạng tín hiệu.
ðể ñạt ñược chế ñộ này thì ñiểm phân cực tĩnh phải
ñược chọn nằm ở giữa giá trị V
min
÷V
max
.
V
max
V
min
V
B
V
O

t